[發明專利]一種腳底壓力信息采集鞋

在審

• 申請號: 201910242605.4
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109875561A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 王仁祥;高雪桃;宋正起;方啟輝;王燕
• 申請（專利權）人: 昆明桑達科技有限公司
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 鄭州歐凱專利代理事務所(普通合伙) 41166
• 代理人: 樊曉坤

本發明公開了一種腳底壓力信息采集鞋，包括pcb板和鞋體；鞋體子包括鞋墊、鞋底、前鞋殼、后鞋殼，鞋墊與下方的鞋底連接，鞋底有走線槽和減重槽，鞋底與下方的前鞋殼和后鞋殼連接；鞋體內有安裝孔，貫穿鞋底和鞋墊，用于安放壓力傳感器，壓力傳感器固定在鞋殼上；鞋體兩側和后跟安裝有綁帶固定件；綁帶固定件與前鞋殼、后鞋殼連接。pcb板用于采集腳壓力信號，包括電源部分和信號處理部分。本發明可以解決現有腳底壓力采集裝置不能準確采集腳底各部位的壓力，步態與真實步態差異較大，導致步態分析不準確的問題。本發明可在行進過程中實時的反饋腳底各部位壓力的信息，步態分析更為準確，且結構層次分明，固定簡單，整體重量小。

技術領域

本發明屬于機器人腳底壓力檢測領域，具體涉及一種腳底壓力信息采集鞋。

背景技術

機器人的設計一直是一個經久不衰的課題。隨著科學技術的發展，機器人已經從小說和電影中逐漸走進我們的日常生活、工業農業生產以及醫療服務、國防事業等。其中可穿戴的下肢外骨骼機器人可以幫助殘疾人復健或恢復部分行動能力，這項技術已經成為了因為下肢功能喪失而癱瘓的人的希望，要帶動人體下肢運動，機器人的步態分析是很重要的一環，這就需要對機器人腳底壓力進行分析，得出人所處狀態，按照合理規劃控制機器人帶動人行走。

現有技術中對于腳底壓力的采集裝置都比較簡單，大多數都直接采用一塊金屬板，將壓力傳感器嵌入其中。這種方法的好處是強度大，壽命長，但也具有較大弊端，直接采用金屬底容易打滑，腳掌不能彎曲，與人體步態有較大差異，固定不牢靠，不美觀等問題。還有直接使用柔性材質的鞋墊，太軟的材質不能承重，而且對于壓力傳感器的要求較高。目前大多數的壓力信息采集鞋都只能測量腳底的局部壓力，不能很全面的測量到在行走過程中腳底的壓力，導致步態分析不準確。

發明內容

為了解決現有壓力采集裝置不能全面采集腳底各部位的壓力，步態與真實步態差異較大的問題，本發明提供了一種腳底壓力信息采集鞋。

一種腳底壓力信息采集鞋，其特征在于：包括pcb板和鞋體；所述鞋體包括鞋墊、鞋底、前鞋殼、后鞋殼；所述鞋墊左右兩邊有梯形槽，鞋墊與下方的鞋底連接；所述鞋底的上平面有走線槽和減重槽，鞋底與下方的前鞋殼、后鞋殼連接；所述鞋體有安裝孔，用于安放壓力傳感器；所述壓力傳感器固定在前鞋殼和后鞋殼上；所述鞋體兩側和后跟安裝有綁帶固定件；所述綁帶固定件與前鞋殼、后鞋殼連接，并且綁帶固定件內側有凸臺。

優選地，鞋體內的安裝孔貫穿鞋墊與鞋底，孔內裝有壓力傳感器；所述壓力傳感器一共有7個，固在前鞋殼和后鞋殼上，并且壓力傳感器固定后高出鞋墊1到6毫米。

優選地，7個壓力傳感器安裝的位置是大腳趾部位1個，前腳掌2個，腳掌心2個，腳后跟2個。

優選地，壓力傳感器與pcb板之間電連接，壓力模擬信號接至pcb板放大電路的輸入端。經過放大濾波，傳至微處理器轉換成數字信號，再傳給控制端進行步態分析。

優選地，鞋底底面有凹槽，前鞋殼和后鞋殼的底形狀不規則，前鞋殼和后鞋殼的底剛好可以嵌入鞋底底面的凹槽中。

優選地，所述綁帶固定件的凸臺嵌入鞋墊左右的槽中；所述鞋體一側的綁帶固定件上有承接板，用來承接機器人機架。

優選地，鞋墊與鞋底，鞋底與前鞋殼、后鞋殼的連接方式都是鋼絲螺套；綁帶固定件與前鞋殼、后鞋殼螺紋連接。

優選地，鞋墊和鞋底的材料是緩沖材料；前鞋殼、后鞋殼和綁帶固定件的材料是合金。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

通過合理設計，實現對機器人腳底壓力信息的采集，處理，傳輸。可在行走過程中實時的反饋腳底各部位壓力的信息，步態分析更為準確。本壓力信息采集鞋可以防滑，在行走過程中腳掌可以彎曲，整體動作過程接近人的真實步態，結構層次分明，固定簡單，整體重量小，輕巧。